Galileo IOV卫星广播星历精度评估
第２６卷第４期测 绘 工 程Ｖｏｌ．２６，Ｎｏ．４
２０１７年４月Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ａｎｄ ＭａｐｐｉｎｇＡｐｒ．，２０１７
引用著录：尹晖，吴多，曾琪，等．Ｇａｌｉｌｅｏ ＩＯＶ卫星广播星历精度评估［Ｊ］．测绘工程，２０１７，２６（４）：１－５，１１．
ＤＯＩ：１０．１９３４９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００６－７９４９．２０１７．０４．００１
Ｇａｌｉｌｅｏ ＩＯＶ卫星广播星历精度评估
尹 晖１，２，吴 多１，曾 琪１，张晓鸣１，周晓庆１，刘万科１
（１．武汉大学测绘学院，湖北武汉４３００７９；２．地球空间信息技术协同创新中心，湖北武汉４３００７９）
摘 要：介绍广播星历精度评估的基本原理与方法，在此基础上利用长达两年的广播星历数据分析比较Ｇａｌｉｌｅｏ现有
ＩＯＶ卫星的广播轨道精度、钟差精度以及整体精度ＳＩＳＲＥ的长期和短期变化趋势，结果表明，目前Ｇａｌｉｌｅｏ ＩＯＶ卫星
径向轨道精度优于０．５ｍ，切向精度优于１．８ｍ，法向精度优于１．５ｍ，略优于切向，钟差精度优于５ｎｓ，ＳＩＳＲＥ优于
１．３ｍ。从星历精度的长期变化趋势来看，Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历精度随系统发展有一定的改善。
关键词：Ｇａｌｉｌｅｏ；广播星历；精度评估；轨道误差；钟差
中图分类号：Ｐ２２８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６－７９４９（２０１７）０４－０００１－０５
Ａｃｃｕｒａｃｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｇａｌｉｌｅｏ ＩＯＶ ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ
ＹＩＮ Ｈｕｉ １，２，ＷＵ Ｄｕｏ１，ＺＥＮＧ Ｑｉ １，ＺＨＡＮＧ Ｘｉａｏｍｉｎｇ１，ＺＨＯＵ Ｘｉａｏｑｉｎｇ１，ＬＩＵ Ｗａｎｋｅ１
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｇｅｏｄｅｓｙ ａｎｄ Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７９，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ
Ｇｅｏｓｐａｔｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ ４３００７９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｆｉｒｓｔｌｙ．
Ｔｈｅｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｓ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｓ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍ ａｎｄ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｔｒｅｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ
ａｃｃｕｒａｃｙ，ｃｌｏｃｋ ｂｉａｓ ａｃｃｕｒａｃｙ ａｎｄ ＳＩＳＲＥ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｇａｌｉｌｅｏ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ＩＯＶ ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ ｗｉｔｈ ｔｗｏ－ｙｅａｒ－ｌｏｎｇ
ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ ｄａｔａ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ，ｎｏｗ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｒａｄｉａｌ ｏｒｂｉｔ ｏｆ
Ｇａｌｉｌｅｏ ＩＯＶ ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ０．５ｍ，ｔｈｅ ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ ｏｎｅ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ １．８ｍａｎｄ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｎｅ ｉｓ
ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ １．５ｍｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔａｎｇｅｎｔｉａｌ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｓｌｉｇｈｔｌｙ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ＲＭＳ ｏｆ ｃｌｏｃｋ ｂｉａｓ ｉｓ
ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ５ｎｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ＳＩＳＲＥ ｖａｌｕｅ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ １．３ｍ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｌｏｎｇ－ｔｅｒｍ ｔｒｅｎｄ ｏｆ
Ｇａｌｉｌｅｏ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎｄｉｃａｔｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ Ｇａｌｉｌｅｏ ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ
ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｇａｌｉｌｅｏ ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｇａｌｉｌｅｏ；ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ；ａｃｃｕｒａｃｙ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ；ｏｒｂｉｔａｌ ｅｒｒｏｒ；ｃｌｏｃｋ ｂｉａｓ
收稿日期：２０１５－１０－２０基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１０７７１０５）；国家电网公司科技攻关团队项目（ＳＧ１１０１３）作者简介：尹 晖（１９６２－），女，教授，博士． Ｇａｌｉｌｅｏ系统是欧洲自主独立的全球多模式卫
星导航定位系统，可以提供高精度、高可靠的导航
定位服务，目前太空已有６颗正式的Ｇａｌｉｌｅｏ卫星，
４颗ＩＯＶ卫星和２颗于２０１５－０３新发射的ＦＯＣ卫
星，可以组成网络初步发挥地面精确定位功能［１］。
随着Ｇａｌｉｌｅｏ系统近年来的发展，Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历
的精度评估也引起越来越多学者的关注。广播星
历因其实时性、易获取等优点在许多导航定位场合
被广泛采用，作为导航定位的基准数据，广播星历的精度将直接影响导航、定位、授时的精度，因此，
广播星历精度评估尤为重要，不仅可以帮助改善用
户定位精度，促进系统完善和系统间融合，同时也
能提高系统应用的安全性和可靠性。
目前国内外已有许多学者对ＧＰＳ、ＧＬＯＮＡＳＳ
及ＢＤＳ的广播星历精度进行了分析和评估［２－８］，但
对于Ｇａｌｉｌｅｏ系统的相关研究则非常少，并且大都基
于短期观测数据，缺乏长期连续性研究。Ｌｕｃａｓ Ｒｏ－
ｄｒｉｇｕｅｚ在２０１３年首次对Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历进行了
初步的精度评估，数据时长较短且Ｇａｌｉｌｅｏ系统广播
星历被标记为不健康，其精度低于目前Ｇａｌｉｌｅｏ的精
度［９］；罗小敏对Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历进行了５ｈ的精度
评估，时间过短，无法看出长期趋势变化［１］；Ａｎｄｒｅ，Ｈａｕｓｃｈｉｌｄ等对Ｇａｌｉｌｅｏ的实时轨道和钟差数据进
行了精度分析，但该分析所针对的ＧＩＯＶＥ卫星目
前已经退役［１０］；Ｍｏｎｔｅｎｂｒｕｃｋ Ｏ等对Ｇａｌｉｌｅｏ卫星
２０１３－１２－０９至２０１３－１２－１１的广播星历进行了分析，
但数据量较少且无法反映Ｇａｌｉｌｅｏ系统目前的精度
情况［８］。２０１２－１０ ４颗Ｇａｌｉｌｅｏ ＩＯＶ卫星发射并运行
至今；２０１５－０３－２６，第４批的两颗Ｇａｌｉｌｅｏ卫星同时
也是首批ＦＯＣ卫星成功发射，Ｇａｌｉｌｅｏ系统已经初
步具备导航定位的能力，其广播星历的精度情况及
变化趋势等都是值得探究的问题。本文借鉴其他
卫星导航系统的广播星历评估方法，以ＩＡＰＧ／
ＴＵＭ（德国慕尼黑工业大学天文和地理大地测量研
究所）提供的精密星历为参考，利用长达两年的广
播星历数据对Ｇａｌｉｌｅｏ系统目前４颗在轨ＩＯＶ卫星
的星历精度进行长期和短期趋势分析和统计，以便
为相关应用和研究提供参考。
１ 广播星历精度评估的原理与方法
由于精密星历的精度比广播星历的精度高出
两个数量级，因此广播星历的精度评估可以直接以
精密星历为参考真值来进行误差分析。进行广播
星历精度评估之前，需要对数据进行预处理，主要
包括坐标参考框架和时间基准的统一以及天线相
位中心偏移（ＰＣＯ）改正等。
Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历基于ＧＴＲＦ坐标系和ＧＳＴ时
间系统发布，ＩＡＰＧ／ＴＵＭ提供的精密星历基于
ＩＴＲＦ坐标系和ＧＰＳＴ时间系，由于ＧＴＲＦ同
ＩＴＲＦ间的差异仅为１～３ｃｍ［１１］，对于广播星历本
身的误差量级而言，该差异基本可以忽略不计［１２］。
另外，需要将ＧＳＴ统一到ＧＰＳＴ时间系统后，再将
广播星历和精密星历进行对比。由于广播星历计
算得到的卫星位置是相对于卫星的天线相位中心，
而精密星历计算的是相对于卫星质心的卫星坐标
值，二者进行比较之前需要进行ＰＣＯ改正，本文采
用ＭＧＥＸ官网给出的推荐值（０．２ｍ，０．０ｍ，
０．６ｍ）作为Ｇａｌｉｌｅｏ ４颗卫星的ＰＣＯ改正值。然后
将广播星历求出的位置和精密位置作差，得到地固
坐标系下的位置差值ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ，本文精密星历和
广播星历进行比较的计算间隔为１ｈ，而精密星历
间隔为１５ｍｉｎ，广播星历间隔为１ｈ，因而不存在内
插或拟合误差。然后再将该位置差值转换到轨道
坐标系下得到径向、切向和法向上的轨道误差，具
体转换公式参考文献［１３］。
在比较广播星历钟差精度时，由于精密星历钟
差和广播星历钟差时间基准不一致，为了消除其影响，将各自所求钟差对同一基准星（本文选择ＩＯＶ１
号卫星）作一次差后再在精密钟差和广播钟差间作
二次差，所得结果作为最终钟差误差，公式如下：
ｄＴｉ＝Ｔｉ－Ｔ０，
ｄｔｉ＝ｔｉ－ｔ０，
Δｔ＝ｄＴｉ－ｄｔｉ．（１）
式中：Ｔｉ为精密钟差，ｔｉ为广播钟差，Ｔ０和ｔ０为各
自基准钟差，Δｔ为二次钟差。
空间信号测距误差（Ｓｉｇｎａｌ Ｉｎ Ｓｐａｃｅ Ｒａｎｇｅ Ｅｒ－
ｒｏｒ，ＳＩＳＲＥ）是一个表示广播星历与真值之差的综
合评价指标，它包括星历误差和卫星钟差两个部
分，因此，通常被用来评估广播星历的整体精度，
ＳＩＳＲＥ的计算公式如式（２）所示［１２］。
ＳＩＳＲＥ＝（Ｒ－ＣＬＫ）２·Ｓ２１＋（Ｔ２＋Ｎ２）·Ｓ槡２２．
（２）
其中：Ｒ，Ｔ，Ｎ和ＣＬＫ分别表示径向、切向、法向上
的轨道误差和卫星钟差误差，单位均为ｍ；Ｓ１，Ｓ２分
别表示Ｒ和ＣＬＫ以及Ｔ和Ｎ对ＳＩＳＲＥ的贡献因
子，其值由轨道高度决定：对于中轨道的Ｇａｌｉｌｅｏ卫
星，Ｓ１＝０．９８０，Ｓ２＝０．１４１。
２ 广播星历精度评估与分析
２．１ 长期趋势分析
Ｇａｌｉｌｅｏ系统２０１２年底已完成了４颗ＩＯＶ卫星
的发射，目前已经完成６颗卫星的组网。为了解近
两年Ｇａｌｉｌｅｏ广播星历精度变化情况，本文选取了
２０１３－０３中旬至２０１５－０４中旬长达２５个月的数据对
ＩＯＶ１／２／３／４（分别对应Ｅ１１／Ｅ１２／Ｅ１９／Ｅ２０）卫星的
广播星历精度进行测试分析。精密星历来自
ＭＧＸＥ网站上ＴＵＭ机构发布的，其轨道精度优于
３０ｃｍ，卫星钟精度优于０．１ｎｓ［１５］，广播星历亦来自
ＭＧＥＸ网站，数据均连续无中断。
由于数据量较大，且考虑到星历精度变化缓
慢，本文仅每周选取一天的数据进行测试分析，且
计算间隔为１ｈ。限于篇幅所致，下文仅给出Ｅ１２
号卫星的星历误差变化曲线图，其他卫星的变化情
况均类似。图１给出的是径向、切向和法向上的轨
道误差变化曲线，图２为卫星钟差误差变化曲线，图
３为ＳＩＳＲＥ误差变化曲线。
由图１可以看出，径向轨道误差变化范围较小，
大部分集中在－１～１ｍ之间，整体偏差小于２ｍ，
ＲＭＳ统计值为０．７１１ｍ；切向和法向轨道误差集中
在－４～４ｍ之间，整体变化比较平缓，且３个方向
上的轨道误差有减小的趋势，这与Ｇａｌｉｌｅ
ｏ系统的逐
渐完善有关。从３个方向轨道误差的变化情况可以·２·测 绘 工 程 第２６卷
GALILEO和GPS综合系统PDOP评估
GALILEO和GPS综合系统PDOP评估
蒋虎;余金培
【期刊名称】《全球定位系统》
【年(卷),期】2007(32)2
【摘 要】对GALILEO、GPS各自星座系统的PDOP,以及GPS+GALILEO综合系统的PDOP进行了仿真.仿真结果从技术角度支持了GPS+GALILEO综合系统是一个更为有效的全球卫星导航定位系统,适应GPS+GALILEO综合系统的综合型接收机的研制是十分必要的.
【总页数】4页(P21-24)
【作 者】蒋虎;余金培
【作者单位】上海微小卫星工程中心,上海,200050;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海,200050;上海微小卫星工程中心,上海,200050;中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海,200050
【正文语种】中 文
【中图分类】U666
【相关文献】
1.Galileo、GPS和Galileo/GPS组合系统实用性的比较 [J], 王解先;刘红新
2.GPS/Galileo组合定位和Galileo卫星钟评估 [J], 于碧云;张慧君;李孝辉
3.GALILEO卫星导航和定位系统PDOP仿真 [J], 蒋虎;李国通;余金培
4.GPS/GLONASS/GALILEO实时服务(RTS)产品性能评估分析 [J], 王乐;岳帆;苗晨
5.GPS/Galileo组合区域增强PPP算法与评估 [J], 王思遥;涂锐;李琴;鲁洋为
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GPS广播星历参数说明
GPS广播星历参数说明
序号 符号 名称 单位
1 卫星PRN号 卫星编号 ---
2 年 年份后两位 a
3 月 月份 mon
4 日 日期 d
5 时 时 h
6 分 分 min
7 秒 秒 s
8 𝑎𝑓0 卫星钟差常数项 s
9 𝑎𝑓1 卫星钟差漂移项 s/s
10 𝑎𝑓2 卫星钟差漂移速率项 s/s2
11 𝑎𝑜𝑑𝑒 星历数据的年龄
12 𝐶𝑟𝑠 在星历参考时刻𝑡𝑜𝑒在轨道径向方向上周期改正正弦项的振幅 m
13 ∆𝑛 平近点角的长期变化（近地点参数） rad/s
14 𝑀0 参考时刻的平近点角 rad
15 𝐶𝑢𝑐 在星历参考时刻𝑡𝑜𝑒在轨道延迹方向上周期改正余弦项的振幅 rad
16 𝑒 偏心率
17 𝐶𝑢𝑠 在星历参考时刻𝑡𝑜𝑒在轨道延迹方向上周期改正正弦项的振幅 rad
18 √𝐴 长半轴的平方根 m1/2
19 𝑡𝑜𝑒 星历参考时刻（星期中的秒数） s
20 𝐶𝑖𝑐 在星历参考时刻𝑡𝑜𝑒轨道倾角（近似于法向）周期改正余弦项的振幅 rad
21 Ω0 参考时刻轨道倾角 rad
22 𝐶𝑖𝑠 在星历参考时刻𝑡𝑜𝑒轨道倾角（近似于法向）周期改正正弦项的振幅 rad
23 𝑖0 参考时刻轨道倾角 rad
24 𝐶𝑟𝑐 在星历参考时刻𝑡𝑜𝑒在轨道径向方向上周期改正余弦项的振幅 m
25 𝜔 近地点角距 rad
26 Ω 升交点赤经在赤道平面中的长期变化（主要是由地球引力场的2阶带谐系数𝐶20(𝐽2引起）) rad/s
27 𝑖̇ 轨道倾角变化率 rad/s
28 𝑐𝑓lg𝑙2 Code on 𝑙2 channel
29 𝑤𝑒𝑒𝑘𝑛𝑜 GPS星期数 30 𝑝𝑓lg𝑙2
𝐿2 P data flag
31 𝑠𝑣𝑎𝑐𝑐 本广播星历精度指标 m
广播星历的名词解释
广播星历的名词解释
广播星历是一种用于卫星导航系统的重要数据源，广泛应用于全球定位系统（GPS）和其他卫星导航系统中。它提供了卫星位置、速度以及时间等信息，帮助用户确定其精确的地理位置和导航方向。在本文中，我们将详细解释广播星历的含义、作用以及相关的技术原理，以帮助读者更好地理解广播星历的重要性。
一、广播星历的定义
广播星历指的是卫星导航系统通过无线电信号将卫星的轨道参数等信息广播到用户终端，以便用户准确进行定位和导航的一种数据格式。它包含了卫星编号、卫星位置、速度、钟差等信息，以及其他一些校验和控制数据。用户通过接收卫星发送的广播星历数据，根据其中的信息进行计算，从而确定其准确的地理位置。
二、广播星历的作用
广播星历在卫星导航系统中起着至关重要的作用。首先，它是用户终端确定自身位置所必需的数据源。用户终端通过接收到的广播星历数据，根据卫星的位置和其他参数，进行复杂的计算和推算，从而确定自身的地理位置。其次，广播星历还提供了卫星的速度和时间等信息，为用户终端提供了更为准确和可靠的导航指引。
三、广播星历的技术原理
广播星历的传输技术主要借助无线电信号，通过卫星发射到空中，由用户设备接收并解码。卫星导航系统通过卫星上搭载的精密钟表不断生成星历数据，并定期对其进行更新。然后，系统将更新后的星历数据编码成特定格式，通过卫星的无线电信号进行广播。用户设备接收到信号后，通过信号解码器将广播星历数据还原，并基于其中的信息进行位置计算。
四、广播星历的特点 广播星历具有以下几个特点。首先，广播星历的数据是间接测量而得，其定位精度受到卫星本身定位误差、卫星钟差以及传输和接收误差等多种因素的影响。因此，在实际应用中，需要对广播星历数据进行相应的纠正和校准。其次，广播星历具有广播性质，任何连接到卫星导航系统的用户终端都可以接收到相同的广播星历数据，这意味着无需与地面的信息中心进行实时的数据交换。最后，广播星历具有一定的延迟性，即卫星发送的星历数据需要经过一定的传输时间才能到达用户终端，因此，在位置计算时需要考虑这种延迟。
广播星历文件解读
广播星历文件是描述卫星轨道运动的一组参数，这些参数可以用来计算出卫星在任意位置及其运动速度。广播星历是由卫星向地面广播的，所以被称为广播星历。
广播星历包包含了卫星的一系列参数和必要的摄动改正数。这些参数是当前卫星轨道参数的预报值，是根据前一段时间求出的轨道参数外推得到的，因此也被称为预报星历。
广播星历文件通常是以文本格式存储的，可以通过文本编辑器打开和查看。其中包含了很多的参数，包括卫星的位置、速度、时间、地球重力场模型、大气模型等。这些参数可以帮助我们计算出卫星的位置和速度，并且可以帮助我们预测卫星的未来位置和运动轨迹。
对于广播星历文件的解读，需要具备一定的卫星轨道和导航专业知识。如果你不熟悉这些专业知识，可以咨询相关的专业人士或者机构，以获取更详细和准确的信息。
基于GPS广播星历的卫星位置拟合精度分析
第２Ｏ卷第３期 ２０１１年６月 测绘工程 ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＯＦ ＳＵＲＶＥＹＩＮＧ ＡＮＤ ＭＡＰＰＩＮＧ Ｖｏ１．２Ｏ Ｎ９．３ Ｊｕｎ．，２０１１
基于ＧＰＳ广播星历的卫星位置拟合精度分析
万亚豪，张书毕，侯东阳
（中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州２２１００８）
摘 要：在通过广播星历求解卫星坐标时，利用切比雪夫多项式拟合卫星位置提高计算的效率。介绍切比雪夫多项 式拟合的原理，通过算例分析用切比雪夫多项式拟合卫星位置的精度，并研究多项式阶数以及拟合点时间间隔对拟 合精度的影响。结果表明，在一定范围内，多项式的阶数越高，拟合精度越高，拟合点时间间隔越短，拟合精度越高。 关键词：广播星历；切比雪夫多项式；卫星位置；拟合精度 中图分类号：Ｐ２２８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００６—７９４９（２０１１）０３—００３８—０３
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｔｔｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ＧＰＳ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ
ＷＡＮ Ｙａ—ｈａｏ，ＺＨＡＮＧ Ｓｈｕ—ｂｉ，ＨＯＵ Ｄｏｎｇ—ｙａｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｓｐａｔｉａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｃｓ，Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｍｉｎｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ ２２１００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｅｐｈｅｍｅｒｉｓ，Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ
ｆｉｔｔｉｎｇ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｅｂｙｓｈｅｖ ｐｏｌｙｎｏｍｉａｌ
北斗三号B2b信号改正广播星历精度评估及PPP应用
北斗三号B2b信号改正广播星历精度评估及PPP应用
蔡子睿;方荣新;胡冰燕;熊恒
【期刊名称】《全球定位系统》
【年(卷),期】2023(48)1
【摘 要】北斗三号全球卫星导航系统(BDS-3) B2b信号是由3颗地球同步轨道(GEO)卫星播发改正信号组成,可为用户提供公开、免费的高精度服务,对北斗卫星导航系统(BDS)在国土测绘、海洋测绘以及桥梁建筑物健康监测等领域的高精度应用具有重要意义. BDS-3 B2b信号的精度评估是实现其高精度应用的重要环节.首先利用BDS-3 B2b信号改正广播星历产品,并获得改正后的精密轨道和钟差产品.然后,以武汉大学国际GNSS服务(IGS)分析中心提供的事后精密产品(WUM)为参考,评估了由B2b信号改正后的精密轨道和钟差产品的精度.结果表明:改正后北斗卫星轨道的径向(R)、切向(A)、法向(C)误差的均方根(RMS)分别为6.26 cm、24.21 cm、21.79 cm,钟差差值的标准差(STD)均值为0.33 ns.最后,利用改正后的精密轨道和钟差产品进行精密单点定位(PPP)验证,结果表明:PPP定位东(E)、北(N)、天顶(U)方向精度分别为0.06 m、0.05 m、0.13 m.说明广播星历通过B2b改正后的精密轨道和钟差产品与IGS事后精密产品精度相当,可满足单站实时高精度定位与导航的应用需求.
【总页数】7页(P64-70)
【作 者】蔡子睿;方荣新;胡冰燕;熊恒
【作者单位】武汉大学测绘学院;武汉大学卫星导航定位技术研究中心
【正文语种】中 文 【中图分类】P228.4
【相关文献】
1.基于精密星历的北斗卫星广播星历精度分析2.北斗精密定轨及广播星历轨道精度评估3.基于长期数据的北斗广播星历精度评估4.北斗三号卫星广播星历精度评估分析5.北斗卫星广播星历精度评估与单点定位优化模型
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GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述
GPS、GAＬＩLEＯ、BDＳ、GLONAＳS四大卫星定位系统得论述
一、基本介绍
➢ ＧＰＳ
数量:由２4颗卫星组成。
轨道:高度约2０2００公里,分布在６条交点互隔6０度得轨道面上。
精度：约为１0米。
用途：军民两用。
进展：１９９3年全部建成，正在实验第二代卫星系统,计划发射２０颗。
➢ GLONASS
数量：２4颗卫星组成；
精度:１0米左右;
用途：军民两用；
进展:目前已有１7颗卫星在轨运行，计划２008年全部部署到位。
➢ GALILEＯ
数量:30颗中高度圆轨道卫星组成，２7颗为工作卫星,3颗为候补；
轨道：高度为２４１2６公里，位于３个倾角为56度得轨道平面内;
精度：最高精度小于１米；
用途:主要为民用;
进展：2０05年12月28日首颗实验卫星已成功发射，预计2０0８年前可开通定位服务.
➢ BＤS
数量:3颗卫星组成，2颗为工作卫星,１颗为备用卫星；
用途:军民两用；
进展：前两颗分别于２０００年与2003年发射成功。
二、系统组成
❖ 空间部分
➢ GPＳ：GPS得空间部分就是由2４颗卫星组成（２1颗工作卫星;3颗备用卫星）,它位于距地表２０200kｍ得上空，均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗）,轨道倾角为55°。卫星得分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4 颗以上得卫星，并能在卫星中预存导航信息，ＧPS得卫星因为大气摩擦等问题;随着时间得推移,导航精度会逐渐降低
➢ GLＯNASS:ＧLONASS系统采用中高轨道得２4颗卫星星座,有2１颗工作星与3颗备份星，均匀分布在３个圆形轨道平面上，每轨道面有8颗，轨道高度Ｈ＝1９0０0km，运行周期T=11h１5min,倾角i=64、８°.
➢ GAＬIＬEO：如下图所示，３０颗中轨道卫星（MEＯ）组成Ｇalｉleo得空间卫星星座。卫星均匀地分布在高度约为２3616km得3个轨道面上，每个轨道上有10颗，其中包括一颗备用卫星,轨道倾角为56°，卫星绕地球一周约14h22min,这样得布设可以满足全球无缝隙导航定位.卫星得设计寿命为20年,每颗卫星都将搭载导航载荷与一台搜救转发器.卫星发射采用一箭多星得发射方式，每次发射可以把5颗或6颗卫星同时送入轨道。可以满足发射任务得运载火箭有Aｒiane-5、Ｓｏyue等。
GLONASS广播星历的精密拟合
GLONASS广播星历的精密拟合
贾小林;吴显兵;崔先强
【期刊名称】《测绘科学与工程》
【年(卷),期】2005(025)001
【摘 要】本文对GL0NASS广播星历用户算法的进行了分析，指出由于GL0NASS广播星历参数表示的不完善，对用户在拟合卫星位置时带来误差。提出了一种改进GL0NASS星历参数的表示的方法及改进的用户算法，并对改进前后计算的卫星位置精度进行了比较。结果显示，改进后计算的卫星位置精度约5cm。
【总页数】3页(P34-36)
【作 者】贾小林;吴显兵;崔先强
【作者单位】西安测绘研究所工程师;不详
【正文语种】中 文
【中图分类】P228
【相关文献】
1.GPS广播星历的拟合与拟合历元数的影响分析 [J], 郭宋;苏晋展;;
2.GLONASS广播星历轨道误差分析与精度评估 [J], 刘路;郭金运;夏要伟;孔巧丽
3.GLONASS广播星历轨道误差分析与精度评估 [J], 刘路;郭金运;夏要伟;孔巧丽;
4.切比雪夫多项式在GLONASS广播星历中的应用 [J], 寇瑞雄;杨树文;化希瑞
5.GLONASS和GPS广播星历参数及拟合算法分析 [J], 肖琴琴;崔先强;周忠于;聂智平;黄长军;胡丽敏 因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买
卫星导航定位精度评估技术张轲
卫星导航定位精度评估技术 张轲
发布时间：2021-10-26T01:26:03.214Z 来源：《现代电信科技》2021年第11期 作者： 张轲1 刘扬2[导读] 用户利用导航卫星伪距、相位等观测数据计算的自身地理位置坐标与其真实的地理位置坐标之差称定位精度，它是卫星导航系统最重要的性能指标。如何提高卫星导航系统定位精度，是卫星导航研究的传统领域之一。
（1.中国电子科技集团公司第二十研究所 陕西西安 710068；
2.西安财经大学 经济学院 陕西西安 710068）
摘要：定位精度是衡量卫星导航系统导航能力的重要指标之一。本文在分析影响卫星导航定位精度因素基础上，探讨在现有条件下如何提升卫星导航定位的精度，进而提出评估卫星导航定位精度的方法。
关键词：卫星导航；定位精度；星基增强系统
引言
用户利用导航卫星伪距、相位等观测数据计算的自身地理位置坐标与其真实的地理位置坐标之差称定位精度，它是卫星导航系统最重要的性能指标。如何提高卫星导航系统定位精度，是卫星导航研究的传统领域之一。
1.定位精度的影响因素
卫星导航定位精度通常主要取决于当前可见卫星空间几何分布和播发观测值的精度。其中，观测卫星在空间的分布范围越大，待定位的测量站与不同可见星距离参数差值越大，计算所得定位精度越高。假设在相同卫星几何分布前提下，卫星播发的观测值就是影响卫星定位精度的主要因素。此时，信号传输误差，大气时延误差、伪距测量误差、卫星轨道误差及卫星原子钟钟差等就是影响卫星导航系统定位误差的主要因素。
为了减少卫星导航定位误差，提高卫星导航定位精度，可以采取两方面措施：一方面，可以通过接收增强电文来修正卫星轨道误差、电离层参数、完好性参数以及伪距值等参数，从而提升定位系统精度；另一方面，可通过尽可能减少观测数据传输误差，提高观测信号数据质量，进而提升因为物理传输影响的定位精度。
2.提升定位精度的途径
2.1 星基增强系统
星基增强系统又称SBAS（Satellite-Based Augmentation System），SBAS 利用分布在不同区域的地面监测站对GNSS卫星进行持续监测，基于观测数据生成 GNSS卫星轨道/钟差和电离层改正信息及完好性信息，并经由地球同步轨道（GEO）卫星播发；通过增强系统的辅助配合卫星导航定位系统（GNSS）的使用，使 GNSS 的定位精度等导航性能进一步提升，以满足不同区域、不同领域特殊的定位服务需求。
北斗三号卫星数据质量及产品精度评估研究综述
北斗三号卫星数据质量及产品精度评估研究综述
摘要：北斗卫星导航系统是由中国自主研发的卫星导航系统，2020年全面建成，可在全球范围内提供实时定位服务，打破了全球卫星导航系统一家独大的局面。同时，中国为了满足用户的需求，于2012年开始了国际GNSS监测评估系统的建设。该系统可为用户提供多种产品（卫星钟差、轨道、电离层等）。iGMAS在海内外建成并投入使用且正常运行的跟踪站有二十四个，用于实时接收GNSS卫星信号。
关键词：北斗三号卫星；数据质量；产品精度评估
1BDS-3卫星观测数据质量分析
实验数据来源于2021年9月6日～2021年9月15日期间iGMAS22个跟踪站接收的BDS-3卫星信号，基于这10天的数据，从数据完整率、多路径效应误差以及周跳三个方面分析了BDS-3卫星信号质量。
1.1数据完整率分析
数据完整率是指卫星信号在传输过程中实际完整观测值数目与理论观测值数目的比值，计算公式可表达为式（1):
式中：D表示数据完整率，H表示实际完整观测值数目，T表示理论观测值数目。
BDS-3卫星B1C与B2a频点相对于伽利略(Galileo)卫星的E1以及GPS的L1频点信号来说，质量略差，但基本能稳定在92%以上，能满足全球定位的精度要求。 1.2多路径效应误差分析
多路径效应是指卫星信号在传输过程中，被物体进行反射，使接收机接收的卫星信号来源不唯一。多路径效应误差计算公式如式（2）所示：
式中，Mi表示不同波段的多路径效应误差；Pi表示伪距观测值；λi表示波长；φi表示载波相位观测值；α表示卫星频率的比值；Bpi包含了相位模糊度和频间偏差。
三种卫星的信号多路径效应误差会随着高度角的增加而趋于吻合，且随着高度角的增加，多路径效应误差逐渐降低，这是因为高度角变大之后，卫星信号在传播过程中发生多路径效应的概率逐渐减小；同时可知BDS-3卫星信号多路径效应误差基本稳定在0.4m以内，略优于Galileo卫星，也能满足全球导航定位的要求。